АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2014, том 91, № 8, с. 603-609
УДК 524.7-74
НЕКОТОРЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ УФ-ГАЛАКТИК
© 2014 г. Э. Е. Хачикян1*, М. Р. Данелян2
1 Бюраканская астрофизическая обсерватория им. В.А. Амбарцумяна, Бюракан Арагацотнской обл., Армения
2Старшая школа № 62, Ереван, Армения Поступила в редакцию 16.09.2013 г.; принята в печать 23.12.2013 г.
Приведены описания и анализ наблюдательных данных о галактиках, имеющих в своем спектре ультрафиолетовый избыток, из списка обзора, составленного в Бюраканской астрофизической обсерватории (БАО) им. В.А. Амбарцумяна. Рассматриваются специфические физические особенности активных галактик с ультрафиолетовым избытком, а также необычная морфология их центральных областей. Несмотря на многочисленные исследования этих галактик, физическая природа их в настоящее время окончательно не выяснена. Представлены результаты анализа проблем, связанных с особенностями ультрафиолетовых галактик.
DOI: 10.7868/80004629914070068
1. ВВЕДЕНИЕ
Пионерские спектральные наблюдения ультрафиолетовых галактик (УФ-галактик) были проведены на метровом телескопе системы Шмидта Б.Е. Маркаряном и М.А. Казаряном, которые вместе со своими соавторами еще в прошлом столетии открыли более 3500 УФ-галактик [1 — 8]. Идея наблюдения и обнаружения УФ-галактик была впервые высказана В.А. Амбарцумяном в середине прошлого столетия. Она возникла после того, когда в 1957 г. на картах Паломарского атласа была найдена весьма интересная конфигурация галактик, в которой ясно видно, что из ядра галактики NGC 3561A выброшен голубой звездообразный объект. След этого выброса в виде тонкого джета хорошо выделяется [9]. Это было, пожалуй, первое открытие, свидетельствующее об активности ядра галактики. Данный звездообразный объект вошел в астрономическую литературу под названием Am-bartsumian Knot ("Амбарцумяновский узел"). В интернете на сайте "Аbaгtsumian's knot" показано изображение этой системы галактик вокруг NGC 3561В, которая в "Атласе пекулярных галактик" Г. Арпа носит название Агр 150 "The Guitar", так как по виду похожа на гитару. Вся система находится недалеко от центра богатого скопления Abell 1185, которое находится на расстоянии около 400 млн. св. лет.
Одновременно был найден ряд таких голубых звездообразных объектов в галактике IC 1182 и
* E-mail: edkhach28@mail.ru
в четырех других галактиках. Физическая природа этих объектов стала ясной окончательно после их спектрального исследования американским астрофизиком Стоктоном [10]. Все они оказались объектами с эмиссионными линиями бальмеровской серии и запрещенными линиями одно- и двукратно ионизированных атомов кислорода, азота и серы в своих спектрах, похожих на спектры звездных ассоциаций и сверхассоциаций. В.А. Амбарцумян, используя прекрасные возможности метрового телескопа системы Шмидта БАО, поставил задачу обнаружения подобных объектов в большом масштабе с помощью объективных призм.
Таким образом были открыты вышеотмеченные 3500 объектов с ультрафиолетовым избытком (УФ-избытком). Однако физическая природа подавляющего большинства этих объектов оставалась неясной из-за малой дисперсии спектров, полученных с объективной призмой — около 2500 А/мм у линии Н@. Еще раз обратим внимание на тот факт, что все эти объекты объединяло их необычное физическое свойство — УФ-избыток в спектрах. Для выяснения физической природы исследуемых объектов требовались спектральные наблюдения с большой дисперсией.
Хорошо известно, что первые же спектральные наблюдения с большой дисперсией (220, 120, 28 А/мм) выявили следующие основные характеристики их спектров.
1. Подавляющее большинство УФ-галактик (85%) имеют эмиссионный спектр [11, 12], однако спектры не являются идентичными. Они впервые классифицированы следующим образом [13]:
а) эмиссионные линии водорода — яркие широкие, а запрещенные линии — яркие, но узкие,
б) все эмиссионные линии яркие и широкие,
в) все эмиссионные линии яркие и узкие,
г) имеются как эмиссионные линии, так и линии поглощения водорода,
д) наблюдается лишь непрерывный спектр.
2. 10% УФ-галактик являются галактиками Сейферта [14, 15].
В свою очередь сейфертовские галактики делятся на два типа: Sy1 и Sy2 [15].
3. 10% УФ-галактик являются двухъядерными галактиками [16—18].
4. Общее число УФ-галактик составляют примерно 5% от общего числа галактик поля [ 1].
5. Следует особо отметить тот факт, что в списки галактик с УФ-избытком были включены объекты, которые, как оказалось, не являются ядрами галактик, а являются сверхассоциациями вне центральных областей тех или иных определенных галактик [19].
Мы привели некоторые основные, но далеко не полные характеристики спектров галактик и некоторых объектов, имеющих УФ-избыток. Теперь разъясним наше понимание и оценку этих весьма интригующих данных с точки зрения их физической природы. Еще в своем первом списке галактик с УФ-избытком (FBS — First Byurakan Survey) Маркарян [1] отметил, что большой интерес представляет выяснение происхождения УФ-избытка (он употреблял термин "ультрафиолетовый континуум", что является некорректным).
2. ПРОБЛЕМЫ, СВЯЗАННЫЕ С УФ-ГАЛАКТИКАМИ
Перечислим проблемы, связанные с УФ-галактиками.
1. Что имеется в виду под термином "УФ-избыток"? Естественно, превышение интенсивности в коротковолновой области спектра от 3000 A до примерно 4000 A относительно планковского излучения. Но какова физическая природа этого излучения? Так как излучение исходит, в основном, из звездообразных объектов или звездообразных ядер, то можно лишь сделать заключение, что в них имеется какой-то агент, дающий начало УФ-излучению с избытком.
2. Являются ли галактики с УФ-избытком каким-то специальным морфологическим типом галактик или особой группой галактик? Теперь ясно, что среди УФ-объектов имеются все типы галактик, и даже не только галактики (см. ниже). Их красное смещение совершенно различно — от ~0.002 до ^0.2. А галактика Марк 132 с красным
смещением z = 1.75 является одним из ярчайших квазаров с Mv ~ —28. Так что абсолютные звездные величины галактик с УФ-избытком лежат в интервале между M = —13 и M = —28 [11, 12]. Почему они имеют, тем не менее, общую физическую характеристику — УФ-избыток? Мы можем только предположить, что звездообразные ядра этих объектов содержат какую-то субстанцию, ответственную за УФ-избыток.
3. Как уже было отмечено выше, Хачикяном и Арпом [ 19] было показано, что Марк 94 не является галактикой, а является сверхассоциацией в спиральной галактике с перемычкой III Zw 0834+51. Десятки таких галактик—сверхассоциаций были обнаружены в списках УФ-галактик [20]. Почему сверхассоциации оказались в списках галактик с УФ-избытком? Можно только предположить, что сверхассоциации являются одной из форм активности галактик, и в то же самое время они фактически являются активными галактиками согласно Б.Е. Маркаряну. Снова мы констатируем, что в составе сверхассоциаций имеется какой-то неизвестный агент, ответственный за УФ-излишек в спектре.
4. Как было отмечено выше, 10% УФ-галактик являются двухъядерными или многоядерными галактиками. Какова физическая природа этих ядер? Каков механизм их образования?
В настоящее время по этой проблеме рассматриваются две вероятные и альтернативные модели:
а) физическая активность ядра-монстра [21], содержащего вышеотмеченную субстанцию,
б) столкновение и слияние ядер двух или более независимых галактик, вследствие их хаотического движения в межгалактическом пространстве.
5. Как мы отметили выше, 85% УФ-галактик имеют эмиссионный спектр. При этом чем сильнее УФ-избыток, тем ярче эмиссионные спектры [12]. Однако часть УФ-галактик вообще не имеют в спектрах эмиссионных линий, а иногда только линии поглощения. Почему они, причисляясь к галактикам с УФ-избытком, имеют эту особенность?
6. Некоторые УФ-галактики образуют двойные и тройные системы — например, Марк 305 и Марк 306, Марк 261 и Марк 262, Каз 49 и Каз 50, Каз 65 и Каз 66, Каз 92 и Каз 96, Каз 135 и Каз 136. Как они образовались?
7. Наиболее важным свойством УФ-галактик является морфология их центральных областей. Центральные области УФ-галактик имеют различную морфологическую структуру [22]:
а) звездообразные галактики, у которых кроме ядра, напоминающего звезду, нет периферии (Марк 9, Марк 94, Марк 305),
б) галактики со звездообразным ядром (Марк 10, Каз 73),
в) галактики с двойными и кратными ядрами (Марк 212, Марк 266, Марк 739, Марк 7, Марк 8, Каз 5),
г) галактики с балджем (Марк 1, Марк 474, Марк 489).
При этом в каждой из отмеченных выше групп встречаются галактики с совершенно различными физическими характеристиками. Например, Марк 9 является Бу1-галактикой, а галактика Марк 305 вообще лишена эмиссионных линий в спектре. Марк 10 — галактика типа Бу1, а Каз 73 — галактика с узкими, но яркими эмиссионными линиями. У Марк 739 одно ядро типа Сейферта, а второе ядро имеет очень узкие, но яркие эмиссионные линии. Марк 9 является Бу1-галактикой, а Марк 94 — сверхассоциация с узкими, но яркими эмиссионными линиями. При этом все эти галактики являются галактиками с УФ-избытком (!).
8. Переменность галактик с УФ-избытком является одним из их удивительных свойств. Согласно концепции В.А. Амарцумяна, одной из форм активности галактик являются эруптивные выбросы газовой материи из их ядер, вследствие чего наблюдается изменение спектра всей галактики. Такой выброс из ядра сейфертовской галактики второго типа Марк 6 впервые наблюдался в течение промежутка времени примерно в один год, еще в конце 60-х годов прошлого века [23]. В результате такого выброса у водородных эмиссионных линий появились широкие эмиссионные компоненты, смещенные в коротковолновую часть спектра. Величина смещения соответствовала скорости выброса порядка 3000 км/с [23]. Второй такой выброс наблюдался в 1994 г. у галактики с УФ-избытком Каз 163 [24]. Какова природа этого явления? Окончательного ответа на этот вопрос пока нет, хотя некоторые предположения на этот счет имеются [22, 25, 26]. Обсуждение этого факта будет приведено ниже.
3. ОБСУЖДЕНИЕ
При внимательном рассмотрении приведенных вы
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.